Maximale LED Temperatur

Hallo Daniel,

das ist meist ein Thermoelement direkt am Kühlkörper in der nähe der LED's.
Es kommt etwas auf die LED wie gut sie dies verträgt und wie lange.

Meine haben 38 - 41 °C und der Lüfter bleibt aus bei der 120W R420R.

55-60°c sollten aber kein Problem darstellen.

MfG Philipp

Die Lampe besteht zu 90% aus Kühlkörperoberfläche:

http://www.maxspect.com/index.…w=article&id=20&Itemid=21

MfG Philipp

Hallo Daniel,

meine Vertex Illumina 360 hat 60°, ebenfalls bei 85% Leistung. Also normal.

Gruss
Roland

Hallo Daniel,

das mit der Temperatur ist nicht ganz einfach. Angegeben wird die Temperatur direkt am LED-Halbleiter (junction temperature)
und die ist auch noch abhängig vom gewählten Arbeitspunkt. Sie liegt z.B. bei der Cree XR-E zwischen 100 und 125°C für eine Lebensdauer von 50.000 Stunden.
Diese Temperatur lässt sich aber nicht direkt messen, gemessen wird meist eine Temperatur am Kühlkörper,
möglichst nahe an der LED. Um daraus wiederum die junction temperature zu errechnen, sind Angaben über
den Kühlkörper und die Verbindung zwischen LED und Kühlkörper nötig.

Kurz gesagt: Im Grunde kann man nur darauf hoffen, dass der Hersteller die LED gut konstruiert hat.

Hallo

Irgendwie liege ich hier wohl voll daneben oder ich interpretiere die Daten falsch. Laut Datenblatt hat eine XR-E einen inneren thermischen Widerstand von 8°C/W. Das würde heissen, dass die Sperrschichttemperatur bei sagen wir mal 2Watt Verlustwärme um 16°C höher ist als die Grundplatine. Desweiteren steht im oben genannten Datenblatt auf Seite 9 das die Lebenserwartung (bei einem Rückgang der Helligkeit auf 70%) 50000 Stunden beträgt unter der Vorraussetzug die Sperrschichttemperatur bleibt unter 80°C. Berücksichtigt man noch die interne Wärmedifferenz von 16°C bei 2W dürfte der Kühlkörper bei optimaler Montage max. 64°C warm werden. Die von euch gemessenen 60°C lassen da kaum noch Spielraum nach oben. Berücksichtigen sollte man auch, dass bei einer Sperrschichttemperatur von etwa 65°C die relative Lichtausbeute schon um 10% niedriger ist.
Wo liegt, falls vorhanden, mein Denkfehler.

MfG Bernd

Hallo Bernd,
für die Berechnung der Sperrschichttemperatur muß der thermische Widerstand aller Teile der Wärmeleitkette bekannt sein. Die 8K/W sind nur der Widerstand bis zum Lötpunkt (Rth1). Dann kommt noch der Übergangswiderstand bis zum Kühlkörper (Rth2) dazu und der Wärmewiderstand des Kühlkörpers (Rthkk). Die Temperatur der Sperrschicht ist dann: (Rth1+Rth2+Rthkk)*P+T
Das gilt aber nur bei einer LED auf einem Kühlkörper. Bei einer Vielzahl von LED´s wird der Kühlkörper ja mehrfach genutzt und die Rechnung nicht ganz so einfach. Heutzutage nimmt man für solche Berechnungen Programme zur Thermosimulation.

Hallo Lutz

Das ist mir schon klar, dass sich der Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und Umgebung aus einer Reihenschaltung von mehreren Einzelwiderständen zusammensetzt. Der Übergangswiderstand von der LED zum Kühlkörper hat dabei den kleinsten Anteil von weit unter 1°C/W bei ordnungsgemäßer Montage. Wie groß in dem Fall der Wärmewiderstand vom KK bis zur Umgebungsluft ist, ist bei dieser Betrachtung nicht relevant, da man ja von der Kühlkörpertemperatur ausgeht. Diese ist natürlich abhängig vom Wärmewiderstand des KK zur Umgebung, der Umgebungstemperatur selbst und der zugeführten Wärmeleistung aller LED`s. All diese Faktoren sind sozusagen in der Kühlkörpertemperatur schon "enthalten". (Wäre die KK Temperatur nicht bekannt ist die Berechnung schon sehr komplex und wie du schon schreibst mit einer Simulation am genauesten). Vom Kühlkörper bis zur Sperrschicht der LED sind also noch der innere Wärmewiderstand und der Übergangswiderstand zum Kühlkörper relevant. Da der KK selbst noch einen Widerstand bei der Wärmeleitung hat sollte die Temperatur so nah wie möglich am Montagepunkt der jeweiligen LED gemessen werden.

MfG Bernd

Hallo Bernd,

ich denke, dass deine Abschätzung schon passt. Interessant ist nur, dass Cree in dem von dir genannten
Datasheet 80°C angibt, im Cree®XLamp®Long-Term Lumen Maintenance Article aber auf 100 - 125°C kommt.

Wobei der Maintenance Article 3 Jahre später erschien. Es besteht also Anlass für Optimismus.

Hallo Armin

Ich habe mir mal

Zitat

Cree®XLamp®Long-Term Lumen Maintenance Article

angesehen. Kannte ich nicht und ist sehr aussagekräftig. Es scheint so, dass der im Datenblatt der XR-E angegebene Wert von 80°C derjenige ist, der unter den denkbar schlechtesten Bedingungen zutrifft
( evtl. noch mit einem Sicherheitspuffer ).
In der Praxis treffen die von dir genannten Werte eher zu. Ein KK Temperatur von 60° liegt also sicher im grünen Bereich.
Sehr gut erkennt man anhand der vielen Diagramme wie sich Temperatur und Strom auf die zu erwartende Lebensdauer auswirken. Für alle , die es interessiert bitte einfach nach diesem Artikel googeln , verlinken funktioniert irgendwie nicht.
Armin, danke für den Hinweis.

MfG Bernd

Die Lebensdauer in Abhängigkeit der Betriebstemperatur von LED´s ist natürlich nur der eine Punkt. Hinzu kommt noch das Derating, also die maximal umsetzbare Leistung in Abhängigkeit der Temperatur. Weiterhin altern LED´s natürlich auch ordentlich. Eine bei uns im Einsatz befindliche LXML-PWC1-0100 (Lumiled) hat nach einem Jahr Dauerbetrieb (bei 38°C Temperatur direkt neben der LED auf dem Alusubstrat) nur noch ca. 80% der Leuchtkraft (was einem ohne entsprechendes Messequipment natürlich nicht auffällt). Dieser Alterungsprozess geht natürlich mit ansteigender Temperatur auch schneller voran, diese Infos stehen allerdings nicht in den Standard-Datenblättern.

Hallo Alex

Ich steh schon wieder auf dem Schlauch. Kannst du mir bitte erklären welchen Bezug deine zwei eingestellten Diagramme zu dem Alterungsprozess haben. Unter welchen Bedingungen ist eure LED im Dauerbetrieb (fast 9000h) gelaufen.Mit welcher Leistung, mit welcher Kühlung, das ganze Jahr mit 38° C Temperatur direkt neben der LED. Falls die Angaben in dem von Armin erwähnten Artikel stimmen, hat eine LED während der ersten 5000h eine verhältnismässig hohe Alterungsrate, danach verlangsamt sich dieser Prozess deutlich. Das dieser Prozess mit steigender Tempeartur schneller voran geht und wieviel er schneller vorangeht steht ebenfalls in diesem Artikel. Falls du andere Infos hast, die nicht in den Datenblättern stehen (und woher), lass uns das bitte wissen.
Ich frage halt nur nach, wenn ich was nicht verstehe und lasse mich gern belehren.

MfG Bernd

Die beiden Bilder enthalten natürlich nicht die Alterungsdaten, sondern die Daten, die auf den Bildern beschrieben sind und sollen nur die beiden anderen von mir angesprochenen Punkte untermauern. Unser Dauerläufer (läuft immer noch) läuft durchgehend bei der Temperatur 24/7. Auf Nachfrage geben die Hersteller bezüglich der Alterung Auskunft. Unsere Daten darf ich nicht veröffentlichen.

VG Alex

Hallo Alex

Alles klar. Trotzdem etwas verwunderlich warum sich öffentliche Daten von persönlich hinterfragten Daten unterscheiden. Bei einer Eigenkonstruktion sollte man sich schon auf die Daten verlassen können. Aber es wird schon seine Gründe haben.
Danke für die Antwort

MfG Bernd